Кинематическое исследование механизмов и машин

Сентябрь 5, 2022

Главная
Алгебра
Кинематическое исследование механизмов и машин

Содержание

2. Функция положения механизма это зависимость углового или линейного перемещения точки звена или звена механизма от времени
3. Кинематические передаточные функции механизма – производные от функции положения по обобщенной коор-динате. Первая производная называется первой
4. Геометрические и кинематические характеристики механизма
5. Механизм с одной подвижностью имеет одно заданное входное движение и некоторое множество выходных (движение любого звена
6. Схема механической системы Схема включает входное звено (1), зубчатую передачу (звенья 1-2) , кулачковый (звенья 2-3-4)
7. Блок-схема рассмотренной механической системы
8. Функции положения в механизмах
9. Линейные скорости и ускорения Угловые скорости и ускорения Связь кинематических и передаточных функций
10. - кинематических диаграмм (графический), - планов положений, скоростей и ускорений (графо-аналитический), - проекций векторного контура (аналитический),
11. 2 3 4 6 7 C 4 Графический метод (метод диаграмм) 1 2 3 5 6
12. 2 3 4 6 7 4 Графический метод (метод диаграмм) SC VC aC l мм 1
13. s2b as2 s2 A B O1 O3 1 2 3 VBA VBA VB VA VB =
14. Графо-аналитический метод (метод планов ускорений) Метод планов ускорений основан на теореме о распределении ускорений точек тела
15. e s1 f c C d B b p 1 4 E 2 5 F G
16. S1 s1 n2 e n6 n3 F d b C B 1 4 E 2 5
17. Рассмотрим простейший кулисный механизм. Заменим кинематическую схему механизма эквивалент-ным векторным контуром. Тогда уравнение замкнутости векторного контура
18. Задача о положениях звеньев механизма Проецируем векторный контур на оси координат и полу- чаем координаты точки
19. Из решения этой системы уравнений определяем неиз-вестные величины и , которые определяют положение звеньев и точек
20. Задача о первых кинематических передаточных функциях механизма Продифференцируем уравнения проекций векторного кон-тура по обобщенной координате и
21. Задача о вторых передаточных функциях механизма Вторично продифференцируем уравнения проекций вектор-ного контура по обобщенной координате и
22. Выполнив вычисления по приве-дённым выше зависимостям, пост-роим соответствующие диаграм-мы.
23. Диаграммы функции положения и передаточных функций для зубчатой передачи
24. Диаграммы функции положения и передаточных функций для кулачкового механизма Кинематическая схема и цикловые характеристики кулачкового механизма
27. Экспериментальный метод кинематического исследования При экспериментальном исследовании кинематики меха-низмов кинематические характеристики звеньев и точек ме-ханизма определяются
28. В последнее время для регистрации и обработки экспери-ментальных данных все более широко используются специ-альные или универсальные
29. В этой экспериментальной установке: для измерения перемещения выходного звена исполь-зуется потенциометрический датчик перемещения, в котором пропорционально
30. для измерения ускорения выходного звена использу-ется тензометрический акселерометр. Он состоит из плас-тинчатой пружины один конец которой
31. Передаточные функции механизмов с несколькими подвижностями (W>1) Рассмотрим простой двухподвижный манипулятор:
33. Скачать презентацию

Слайд 2

Функция положения механизма
это зависимость углового или линейного перемещения точки звена

или звена механизма от времени или обобщённой координаты.

Понятие о геометрических и кинематических
характеристиках механизмов

Слайд 3

Кинематические передаточные функции механизма –
производные от функции положения по обобщенной коор-динате.

Первая производная называется первой передаточной функцией или аналогом скорости (обозначается ),
Вторая - второй передаточной функцией или аналогом ускорения (обозначается ).
Кинематические характеристики механизма –
производные от функции положения по времени.
Первая производная называется скоростью (обозначается ),
вторая - ускорением (обозначается ).

Слайд 4

Геометрические и кинематические
характеристики механизма

Слайд 5

Механизм с одной подвижностью имеет одно заданное входное движение и некоторое

множество выходных (движение любого звена или точки звена механизма).
Передаточные функции тех движений, которые в данном случае используются как выходные, называются главными, остальные - вспомогательными.
Рассмотрим схему механической системы образованной последовательно-параллельным соединением типовых механизмов.

Слайд 6

Схема механической системы
Схема включает входное звено (1), зубчатую передачу (звенья 1-2)

, кулачковый (звенья 2-3-4) и рычажный (звенья 2-5-6) механизмы и имеет два выходных звена (3 и 6).

Слайд 7

Блок-схема рассмотренной механической системы

Слайд 8

Функции положения в механизмах

Слайд 9

Линейные скорости и ускорения
Угловые скорости и ускорения
Связь кинематических и передаточных

функций

Слайд 10

- кинематических диаграмм (графический),
- планов положений, скоростей и ускорений

(графо-аналитический),
- проекций векторного контура (аналитический),
- преобразования координат (аналитический),
- экспериментальный.

Методы кинематического
исследования механизмов

Слайд 11

2 3 4 6 7
C
4
Графический метод (метод диаграмм)
1
2
3
5
6
7
8
9
10
11
12
A
ω2
φ2
5
8
12
10
C1
9
4
3
2
B
1 мм μl

Слайд 12

2 3 4 6 7
4
Графический метод (метод диаграмм)
SC
VC
aC
l мм
1 2

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1

1 мм μt с
1 мм μs м
1 мм μφ рад

t,φ2

ω2

φ2

1 мм μl м

SC=SC(t)

VC=VC(t)

1 мм μv м/с

aC=aC(t)

1 мм μa м/с2

Слайд 13

s2b
as2
s2
A
B
O1
O3
1
2
3
VBA
VBA
VB
VA
VB = VA + VBA
VA
VB
S2
a
b
AS2
S2B
=
PV
s2
Графо-аналитический метод (метод планов скоростей)
Метод планов

скоростей основан на теореме о распределении скоростей точек тела совершающего плоскопараллельное движение.

Для звена АВ (шатун) в векторном виде теорема записывается в следую-щем виде:

Слайд 14

Графо-аналитический метод (метод планов ускорений)
Метод планов ускорений основан на теореме

о распределении ускорений точек тела совершающего плоскопараллельное движение

Для шатуна АВ теорема в векторном виде запишется:

;

т.е. вектор абсолютного ускорения т. В есть сумма четырёх векторов:

Точка А в абсолютном движении, и т. В в относительном, движутся по криво-
линейным траекториям значит:

План ускорений строится также как и план скоростей.

Слайд 15

e
s1
f
c
C
d
B
b
p
1
4
E
2
5
F
G
D
3
6
S1
S2
S3
g
7
в масштабе μv
VS1B
VS1C
VS1G
VGD
Построение плана скоростей для группы 3-го класса

Слайд 16

S1
s1
n2
e
n6
n3
F
d
b
C
B
1
4
E
2
5
G
D
3
6
S2
S3
7
в масштабе μa
c
n1
g
f
n5
n4
π
(1)
(3)
(2.1)
(2.2)
(2.3)
(2.4)
(4)
(6)
(5)
(8)
(7)

Слайд 17

Рассмотрим простейший кулисный механизм.
Заменим кинематическую схему механизма эквивалент-ным векторным контуром.

Тогда уравнение замкнутости векторного контура запи-шется:

Аналитический метод кинематического анализа.
Метод проекций векторного замкнутого контура.

Слайд 18

Задача о положениях звеньев механизма
Проецируем векторный контур на оси координат и

полу- чаем координаты точки В механизма:

(1)

(2)

Слайд 19

Из решения этой системы уравнений определяем неиз-вестные величины и , которые

определяют положение звеньев и точек механизма

Слайд 20

Задача о первых кинематических передаточных функциях механизма
Продифференцируем уравнения проекций векторного

кон-тура по обобщенной координате и получим
Из этой системы уравнений определяем первые переда-точные функции VqB и .

Слайд 21

Задача о вторых передаточных функциях механизма
Вторично продифференцируем уравнения проекций вектор-ного контура

по обобщенной координате и получим

Из этой системы уравнений определяем вторые переда-точные функции и .

Слайд 22

Выполнив вычисления по приве-дённым выше зависимостям, пост-роим соответствующие диаграм-мы.

Слайд 23

Диаграммы функции положения и передаточных функций для зубчатой передачи

Слайд 24

Диаграммы функции положения и передаточных функций для кулачкового механизма
Кинематическая схема

и цикловые
характеристики кулачкового механизма

Слайд 25

Слайд 26

Слайд 27

Экспериментальный метод кинематического исследования
При экспериментальном исследовании кинематики меха-низмов кинематические характеристики

звеньев и точек ме-ханизма определяются и регистрируются с помощью чувст-вительных элементов - датчиков, которые используя различ-ные физические эффекты преобразуют кинематические па-раметры в пропорциональные электрические сигналы. Эти сигналы регистрируются измерительными самопишущими приборами (самописцами, осциллографами и др.)

Слайд 28

В последнее время для регистрации и обработки экспери-ментальных данных все

более широко используются специ-альные или универсальные компьютеры. Для примера рас-смотрим экспериментальную установку для исследования кинематических характеристик синусного механизма:

Слайд 29

В этой экспериментальной установке:
для измерения перемещения выходного звена исполь-зуется потенциометрический датчик

перемещения, в котором пропорционально положению движка потенциометра изменя-ется его сопротивление;
для измерения скорости выходного звена используется идукционный датчик скорости, в котором напряжение на кон-цах катушки движущейся в поле постоянного магнита про-порционально скорости катушки;

Слайд 30

для измерения ускорения выходного звена использу-ется тензометрический акселерометр. Он состоит из

плас-тинчатой пружины один конец которой закреплен на выход-ном звене механизма, а на втором закреплена масса. На пластину наклеены проволочные тензопреобразователи. При движении выходного звена с ускорением инерцион-ность массы вызывает изгиб пластины , деформацию тен-зопреобразователей и изменение их сопротивления про-порциональное ускорению выходного звена.

Слайд 31

Передаточные функции механизмов с несколькими подвижностями (W>1)
Рассмотрим простой двухподвижный

манипулятор:

Кинематическое исследование механизмов и машин

Содержание

Функция положения механизма это зависимость углового или линейного перемещения точки звена

Кинематические передаточные функции механизма –производные от функции положения по обобщенной коор-динате.

Геометрические и кинематическиехарактеристики механизма

Механизм с одной подвижностью имеет одно заданное входное движение и некоторое

Схема механической системыСхема включает входное звено (1), зубчатую передачу (звенья 1-2)

Блок-схема рассмотренной механической системы

Функции положения в механизмах

Линейные скорости и ускоренияУгловые скорости и ускоренияСвязь кинематических и передаточных

- кинематических диаграмм (графический), - планов положений, скоростей и ускорений

2 3 4 6 7 C4Графический метод (метод диаграмм)12356789101112Aω2φ2581210C19432B1 мм μl

2 3 4 6 7 4Графический метод (метод диаграмм)SCVCaCl мм1 2

s2bas2s2ABO1O3123VBAVBAVBVAVB = VA + VBAVAVBS2abAS2S2B=PVs2Графо-аналитический метод (метод планов скоростей) Метод планов

Графо-аналитический метод (метод планов ускорений) Метод планов ускорений основан на теореме

es1fcCdBbp14E25FGD36S1S2S3g7в масштабе μvVS1BVS1CVS1GVGDПостроение плана скоростей для группы 3-го класса

S1s1n2en6n3FdbCB14E25GD36S2S37в масштабе μacn1gfn5n4π(1)(3)(2.1)(2.2)(2.3)(2.4)(4)(6)(5)(8)(7)

Рассмотрим простейший кулисный механизм. Заменим кинематическую схему механизма эквивалент-ным векторным контуром.

Задача о положениях звеньев механизмаПроецируем векторный контур на оси координат и